一種船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法與流程

2023-10-06 17:27:29

本發明涉及船舶製造技術領域，尤其涉及一種船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法。

背景技術：

船舶在製造過程中通常會存在大型部件整體吊裝的情況，例如船舶上層建築的吊裝。在船舶上層建築整體建造完成後，需要用龍門吊車將整個船舶上層建築吊裝到船舶主體上進行安裝，吊裝過程中無應力和變形監測，因此在吊裝過程中無法及時的監測到船舶上層建築產生的破壞，使得吊裝的安全風險較高。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法，可以實時的對上層建築進行應力和變形監測，提前預知上層建築的破壞情況，降低吊裝的安全風險。

為達此目的，本發明採用以下技術方案：

提供一種船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法，包括以下步驟：

S10、預測上層建築上會產生大應力和變形的位置；

S20、在產生大應力的位置貼附應變片；

S30、在產生變形的位置設置千分表；

S40、採用數據線將應變片和千分表均與設置在地面的應力變形採集裝置連接，並通過所述應力變形採集裝置實時檢測所述上層建築上的應力和變形狀況，如果應力和變形超過所述應力變形採集裝置內設定的許用值，則停止吊裝工作。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述步驟S10具體包括：採用有限元分析軟體對所述上層建築進行分析，預測出會產生大應力的位置和變形的位置。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述產生大變形的位置包括所述上層建築上的吊碼上、所述上層建築的圍壁與甲板之間設置的加強板上、所述吊碼的下方且位於所述圍壁上，其中，所述加強板鄰近所述吊碼設置。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述吊碼包括設置有吊孔的吊碼本體，所述吊碼本體的上方設置有弧形結構的弧形面，所述應變片貼附在所述弧形面上，所述應變片的長度沿所述弧形面的圓周方向延伸。

吊碼本體的上方的弧形面在吊裝過程中最容易產生應力，而弧形面的圓周方向則是產生大應力的方向，將應變片的長度沿弧形面的圓周方向延伸，可以使應變片更加準確的檢測到吊碼的大應力變化，增加監測精度。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述加強板呈直角三角形結構，包括相互垂直的第一側邊和第二側邊，以及連接所述第一側邊和所述第二側邊的傾斜邊，所述第一側邊與所述圍壁固定連接，所述第二側邊與所述甲板固定連接，在所述加強板上鄰近所述甲板的位置設置三個所述應變片，其中一個所述應變片的長度沿垂直於所述甲板的方向延伸，另一個所述應變片的長度沿平行於所述甲板的方向延伸，剩下一個所述應變片的長度沿平行於所述傾斜邊的方向延伸，且三個所述應變片的其中一端連接為一體。

由於加強板在吊裝過程中會沿上述的三個方向產生較大的應力，因此在加強板上設置長度沿這三個方向延伸的應變片，對加強板上這三個方向進行實時監測，做到監測無遺漏。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述圍壁上並位於所述吊碼的下方設置一個所述應變片，所述應變片的長度沿所垂直於所述甲板的方向延伸。

圍壁在吊裝過程中主要產生的應力方向是垂直於甲板的方向，因此沿此方向貼應變片，可以更加精確的監測到圍壁的應力狀況。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述許用值是通過有限元分析軟體進行分析後得到的安全數據，所述許用值在吊裝前需要提前輸入到所述應力變形採集裝置內。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述應力變形採集裝置上還設置報警裝置，當所述應力變形採集裝置採集到的數據超過所述許用值時，所述報警裝置立即啟動，提醒操作者停止吊裝。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述千分表安裝在所述上層建築的甲板上。

上層建築的甲板由於尺寸較大，最容易產生變形，因此將千分表設置在此位置，可以有效的監測到上層建築的變形。

作為船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法的一種優選方案，所述步驟S30具體包括：

步驟S31、提供固定杆；

步驟S32、將所述固定杆的一端固定在所述上層建築的圍壁上，另一端朝向平行於所述甲板的方向延伸；

步驟S33、將所述千分表固定在所述固定杆遠離所述圍壁的一端，並使所述千分表的測杆的端部抵接所述甲板，且所述測杆的軸線垂直於所述甲板。

優選的，所述固定杆與所述甲板之間的距離為15cm。

本發明的有益效果為：本發明的船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法通過在上層建築上易產生大應力的位置設置應變片，在易產生變形的位置設置千分表，可以通過應力變形採集裝置實時的檢測這些位置的狀況，進一步的，在吊裝過程中如果監測到上層建築出現較大的應力和變形時，可以立即停止吊裝，降低安全隱患。

附圖說明

圖1為本實施例的上層建築的結構示意圖。

圖2為本實施例的上層建築的局部放大示意圖。

圖3為圖2的側視示意圖。

圖4為本實施例的千分表的安裝位置示意圖。

圖1至4中：

1、上層建築；11、吊碼；111、吊碼本體；112、吊孔；113、弧形面；12、圍壁；13、甲板；14、加強板；2、應變片；3、千分表；31、測杆；4、數據線；5、應力變形採集裝置；6、固定杆。

具體實施方式

在本實施例中，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。

下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

如圖1至4所示，本發明實施例提供的一種船舶上層建築整體吊裝應力及變形監測方法，包括以下步驟：

S10、預測上層建築1上會產生大應力和變形的位置；

S20、在產生大應力的位置貼附應變片2；

S30、在產生變形的位置設置千分表3；

S40、採用數據線4將應變片2和千分表3均與設置在地面的應力變形採集裝置5連接，並通過應力變形採集裝置5實時檢測上層建築1上的應力和變形狀況，如果應力和變形超過應力變形採集裝置5內設定的許用值，則停止吊裝工作。通過在上層建築1上易產生大應力的位置設置應變片2，在易產生變形的位置設置千分表3，可以通過應力變形採集裝置5實時的檢測這些位置的狀況，進一步的在吊裝過程中如果監測到上層建築1出現較大的應力和變形時，可以立即停止吊裝，降低安全隱患。

在本實施例中，步驟S10具體包括：採用有限元分析軟體對上層建築1進行分析，預測出會產生大應力的位置和變形的位置。

具體的，千分表3主要安裝在上層建築1的甲板13上。上層建築1的甲板13由於尺寸較大，最容易產生變形，因此將千分表3設置在此位置，可以有效的監測到上層建築1的變形。進一步的，步驟S30具體包括：步驟S31、提供固定杆6；步驟S32、將固定杆6的一端固定在上層建築1的圍壁12上，另一端朝向平行於甲板13的方向延伸；步驟S33、將千分表3固定在固定杆6遠離圍壁12的一端，並使千分表3的測杆31的端部抵接甲板13，且測杆31的軸線垂直於甲板13。優選的，固定杆6與甲板13之間的距離為15cm。

在本實施例中，產生大變形的位置包括上層建築1上的吊碼111上、上層建築1的圍壁12與甲板13之間設置的加強板14上、吊碼11的下方且位於圍壁12上，其中，加強板14鄰近吊碼11設置。

其中，吊碼11包括設置有吊孔112的吊碼本體111，吊碼本體111的上方設置有弧形結構的弧形面113，應變片2貼附在弧形面113上，應變片2的長度沿弧形面113的圓周方向延伸。吊碼本體11的上方的弧形面113在吊裝過程中最容易產生應力，而弧形面113的圓周方向則是產生大應力的方向，將應變片2的長度沿弧形面113的圓周方向延伸，可以使應變片2更加準確的檢測到吊碼11的大應力變化，增加監測精度。

加強板14呈直角三角形結構，包括相互垂直的第一側邊和第二側邊，以及連接第一側邊和第二側邊的傾斜邊141，第一側邊與圍壁12固定連接，第二側邊與甲板13固定連接，在加強板14上鄰近甲板13的位置設置三個應變片2，其中一個應變片2的長度沿垂直於甲板13的方向延伸，另一個應變片2的長度沿平行於甲板13的方向延伸，剩下一個應變片2的長度沿平行於傾斜邊141的方向延伸，且三個應變片2的其中一端連接為一體。由於加強板14在吊裝過程中會沿這三個方向產生較大的應力，因此在加強板14上設置長度沿這三個方向延伸的應變片2，對加強板14上這三個方向進行實時監測，做到監測無遺漏。

圍壁12上並位於吊碼11的下方設置一個應變片2，應變片2的長度沿所垂直於甲板13的方向延伸。圍壁12在吊裝過程中主要產生的應力方向是垂直於甲板13的方向，因此沿此方向貼應變片2，可以更加精確的監測到圍壁12的應力狀況。

在本實施例中，許用值是通過有限元分析軟體進行分析後得到的安全數據，許用值在吊裝前需要提前輸入到應力變形採集裝置5內。

在本發明的一個優選的實施例中，應力變形採集裝置5上還設置報警裝置，當應力變形採集裝置5採集到的數據超過許用值時，報警裝置立即啟動，提醒操作者停止吊裝。

以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護範圍之內。